第六节 机械能与机械能守恒定律.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六节,机械能与机械能守恒定律,100323,动量冲量,动量定理,动量守恒定律,动能功,动能定理,能量守恒定律,对 比,一、功与功率,1、常力的功,2、,变力的功,元功,总功,2、功率,平均功率,瞬时功率,功率的数量级：,睡觉 7080,W,行走,170380,W,听课 70140,W,跑步 7001000,W,问题1：,外力做功等于多少？,二、动能与动能定理（,要求会证明,）,问题2：,如何证明？,如何应用牛顿定律证明？,问题3：,问题4：,常力做功？,还是变力做功？,切向力做功？,还是法向力做功？,注意1：,注意2：,如何图示？,如何语言表叙？,问题5：,如图所示，取位移元 ，并将力 沿法向和切向分解为 与 ，因为 ，故法向分力不做功；而切向分力与位移元,方向一致，即 。所以元功,根据第二定律，有,所以 （）,两边积分，得,动能定理,：,外力对质点所做的功，,等于质点动能的增量。,例1、,P84 3-21,问题1：,常力做功？还是变力做功？,问题2：,写出变力的表达式（设位移为 ）,问题3：,确定研究对象，分析规律与特征,铁,锤有何变化？两次敲击钉子的速度相,同，说明什么意义？,钉子有何变化？遵循什么规律？,确定研究对象：,钉子？木板？铁锤？,怎样做简明扼要的,文字叙述和分析说明,以铁锤和钉子为研究对象，,钉子因获得初动能，克服木板阻力而做功。,因为铁锤,两次敲击钉子的速度相同，所以钉子两次获得的初动能相等。根据动能定理，钉子两次克服阻力所做的功应相等。,根据变力做功的公式，有：,积分并整理上式，有：,解,之，得：,钉子第二次进人木版深度：,三、势能源于保守力做功的特征,问题1：力与功有何关系？,引力,重力,弹性力,问题2：推测三种力的功函数形式,问题3：有何共同特点？,功值只与始末位置有关，而与作功路径无关,保守力,（意义/特征）,势,能,保守力特征的数学表示：,保守力沿任意闭合路径一周所作的功恒为零。,由相对位置决定的能量称为势能,问题4：什么是,势能,？,重力的功,重力,势能,？,弹性力的功,弹性,势能,？,引力的功,引力,势能,？,保守力的功等于势能增量的负值,何谓“增量”？,其值一定为负吗？,只有对保守力，才能引入势能的概念,势能的,相对性,，势能值与势能零点有关,重力势能,：一般选地面的重力势能为零；,引力势能,：零点选在无穷远点；,弹性势能,：零点选在弹簧的平衡位置。,势能属于,系统,重力势能：物体和地球组成的系统,引力势能：两个物体组成的系统,引力势能：物体和弹簧,四、功能原理 机械能守恒定律,外力与非保守内力对系统作功之,和，等于质点系机械能的增量,机械能守恒定律：,作用于质点系的外力和非保守内力作功,之和等于零时，质点系的机械能守恒。,若,则,例一P82 3-2,问题1,选什么系统？,问题2,内力有哪几个？是否为保守力？,问题3,外力有哪几个？是否需要考虑,保守力问题？,问题4,动量是否守恒？为什么？,问题5,机械能是否守恒？为什么？,例二：,P82 3-4,问题1,选什么系统？,问题2,内力有哪几个？是否为保守力？,问题3,外力有哪几个？是否需要考虑,保守力问题？,问题4,动量是否守恒？为什么？,问题5,机械能是否守恒？为什么？,例三：,P85,3-25,问题1,选,什么系统?,问题2,问题3,整个过程由哪几个分过程组成?,在每,一个分过程中，动量与机械能是否守恒？为什么？,怎样作简明扼要的文字叙述？,问题4,以 、为系统，因 与水平面无摩擦力,作用，系统水平动量守恒；又因合外力与保守内力为零，系统机械能守恒。,设子弹射入靶内最大深度时，两者的共同,速度为 ，弹簧的最大压缩量为 ，则有：,怎样根据方程特点，,给出必要的中间步骤？,问题5,两式,相除并整理：,两,式恒等变换为：,所以：,即：,